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      修形齒有隙嚙合時,針輪齒與擺線輪齒嚙合的作用力

      2014-08-06 21:40 作者:管理員11 來源:未知 瀏覽: 字號:

      摘要:前述標準齒形無隙嚙合時,針齒與擺線輪齒嚙合的作用力分析.由于未考慮擺線輪齒形修形的影響及輪齒接觸變形與針齒銷彎曲變形的影響.在實際工程計算中帶來極大的誤差(與實測Fmax比較,有時誤差達60%,甚至90%以上),因為經過齒形修形,無論是移距修形或等距修

          前述標準齒形無隙嚙合時,針齒與擺線輪齒嚙合的作用力分析.由于未考慮擺線輪齒形修形的影響及輪齒接觸變形與針齒銷彎曲變形的影響.在實際工程計算中帶來極大的誤差(與實測Fmax比較,有時誤差達60%,甚至90%以上),因為經過齒形修形,無論是移距修形或等距修形,都會引起初始嚙合間隙,使同時嚙合有效傳力的齒數減少,達不到針輪齒數的一半.
          下面介紹考慮了擺線輪齒形修形及輪齒彈性變形影響.符合工程實際條件的較準確的力分析方法。
          標準的擺線輪以及只經過轉角修形的擺線輪與標準的針輪哈合,在理論上都可達到同時嚙合的齒數約為針輪齒數的一半,但擺線輪齒形只要經過等距、移距或等距加移距修形,如果不考慮零件彈性變形的補償作用,則多齒同時嚙合的條件便不再存在,而變為當某一個擺線輪齒和針輪齒接觸時,其余的擺線輪齒與針輪齒之間都存在著大小各不相同的初始法向側隙。參看圖9.3-30,第i對輪齒沿待嚙合點(待嚙合點是指齒形未修形前本應嚙合,但由于齒形修形產生初始間隙而未嚙合的點)法線方向的初始法向側隙可按下式計算


      因擺線輪修形引起的初始嚙合側隙
      分布曲線

          (2)判定擺線輪與針輪同時嚙合齒數的基本原理
          見圖9.3-28,設傳遞載荷時,對擺線輪所加轉矩為Tc。在Tc的作用下,由于擺線輪與針輪齒的接觸變形W及針齒銷的夸曲變形f,擺線輪轉過一個β角,若擺線輪體、安裝針齒銷的針齒殼和轉臂的變形影響較小可忽略不計,則在擺線輪各嚙合點公法線方向的總變形W+f或在待嚙合點法線方向的位移應為


          顯然,在傳遞某一定轉矩時,凡δi大于該位置初始間隙△(φ)i的各齒都將嚙合,反之就不會進人嚙合。δ1的分布曲線可按式(9.3-38)計算結果畫出如圖9.3-31中的點劃線。由點劃線和實線(初始嚙合間隙△(φ)i的分布曲線)的兩個交點決定出兩個對應的角度護φm和φn,只有限定在φm和φn之間的各齒,才是真正進人嚙合而同時受力的齒。
          (3)確定擺線輪與針輪同時嚙合傳力齒數的原則
          保證擺線針輪行星傳動具有其優點的關健,在于保證合理的多齒嚙合。合理范圍的多齒嚙合,其主要根據為以下兩點:
          1)應保證在區間(φm,φn)內,擺線輪至少有3~4個齒同時嚙合傳力,這是保證具有足夠承載能力、傳動平穩、噪聲小、壽命長的最重要的條件。
          2)區間的始位φm不宜過小,終位護φn不宜過大。其主要原因(參看圖9.3-28)是:①φ過小或過大處的輪齒傳遞轉矩時,都是在壓力角很大而力臂很小情況

      是產生在針齒與擺線輪之間,還是產生在針齒套與針齒銷之間,都會導致摩擦功率增大而傳動效率降低;

         (4)修形齒形擺線輪與針輪嚙合時的受力分析方法
          1)確定擺線輪與針輪同時嚙合的齒數zr。對已設計好的擺線 針輪行星減速器,可以按本節b中所述基本原理,根據傳遞的轉矩、針齒結構尺寸及擺線輪的齒形修形量等已知條件進行計算,求得該減速器在傳遞給定轉矩時同時嚙合的齒數zr。
          對自行設計的擺線針輪行星傳動,可按本節(3)中所述的原則,選定在傳遞額定轉矩時嚙合傳力的齒數zr,然后再按此設計針齒結構、尺寸和選定合理的擺線輪齒形修形量。
          2)求同時嚙合傳力諸齒中受力最大齒所受之力Fmax。修形齒擺線輪與針輪進行有隙嚙合時,其主要特點有兩方面:首先是擺線輪同時嚙合傳力的齒數不是約等于其齒數之半,而往往是zr=3~7,若設計不合理或擺線輪齒形修形量選定不合理,可能出現zr=1~2的非正常狀態;另一方面是由于經過移距或等距




      針齒銷受力簡圖
      當針齒梢為兩支點(圖9.3-32a)時

      當針齒梢為三支點(圖9.3-32b)時



      BW180擺線針輪行星減速器參數

          求此減速器中修形齒擺線輪與標準針輪嚙合,傳遞輸出軸的最大瞬時許用轉矩時,同時嚙合傳力的齒數,作用在受力最大齒上的最大作用力Fmax。
          解
          (1)計算初始嚙合間隙
          當擺線輪齒兼有等距修形與移距修形時,各對輪齒沿待嚙合點法線方向的初始間隙,可按式(9.3-36)計算,結果列于表9.3-11,初始間隙的分布曲線如圖9.3-31.以實線表示。
          (2)判定擺線輪與針輪同時嚙合的齒數
          由表9.3-10知,輸出軸的最大瞬時許用轉矩為

          在標準齒形擺線輪與針輪處于理論上的無隙嚙合時,同時嚙合的齒數約為針輪齒數的一半,如圖9.3-28,共有5個。其中受力最大的齒為2'齒(該齒處于


      初始嚙合間隙計算結果
      計算

          綜合上述,可以判定在本例中,擺線輪是3個齒同時嚙合傳力。
          (3)修形齒形擺線輪與針輪嚙合時的受力分析

      迭代法計算Fmax之結果

          通常,上述用反復迭代方法求Fmax的工作均采用排好的程序在計算機上進行計算。其程序框圖見圖9.3一33。


      (責任編輯:laugh521521)
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